沥青混合料荷载效应分析与抗疲劳设计

前言

第1章 概论 1

1.1 问题的提出及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 沥青混合料疲劳损伤特性研究 2

1.2.2 沥青路面轴载换算方法研究 8

参考文献 14

第2章 沥青混合料疲劳试验方法 17

2.1 沥青混合料疲劳试验方法确定 17

2.1.1 目前国内外沥青混合料主要疲劳试验方法 17

2.1.2 对主要疲劳试验方法的评述 17

参考文献 21

第3章 沥青混合料疲劳方程 22

3.1 原材料试验及配合比设计 22

3.2 不同加载速率下直接拉伸强度试验 24

3.3 直接拉伸疲劳试验结果及传统疲劳方程的建立 28

3.3.1 疲劳试验方法及方案设计 28

3.3.2 疲劳试验结果及传统疲劳方程的建立 29

3.4 真实应力比疲劳方程的建立 31

3.5 沥青面层抗拉强度结构系数计算新方法 34

参考文献 35

第4章 基于刚度衰变的沥青混合料疲劳损伤模型 36

4.1 以模量定义的疲劳损伤变量 36

4.2 直接拉伸疲劳变形特性分析 38

4.2.1 循环应力应变滞回曲线 39

4.2.2 应变随循环寿命比变化曲线 43

4.3 直接拉伸疲劳动模量衰变模型的建立 46

4.3.1 动模量初始值的确定 47

4.3.2 破坏时动模量的确定 47

4.3.3 动模量衰变模型的建立 48

4.4 基于刚度衰变的疲劳损伤模型的建立 52

4.4.1 临界疲劳损伤的计算 53

4.4.2 疲劳损伤修正模型的提出及验证 56

4.5 疲劳损伤非线性累计的试验验证 62

4.5.1 两级荷载疲劳试验设计 62

4.5.2 两级荷载疲劳试验结果分析 63

参考文献 65

第5章 基于强度衰变的沥青混合料疲劳损伤模型 67

5.1 疲劳剩余强度试验设计和试验结果 67

5.2 疲劳剩余强度衰变模型的建立 70

5.3 基于剩余强度衰变的损伤模型的建立及验证 74

5.3.1 以剩余强度定义的损伤变量 74

5.3.2 基于剩余强度的损伤失效的判断 77

5.3.3 基于剩余强度衰变损伤模型的建立 78

5.4 刚度和剩余强度定义的损伤变量比较 81

5.5 刚度和剩余强度定义的损伤变量的统一 83

5.6 本章小结 86

参考文献 87

第6章 考虑拉压差异性的沥青混合料疲劳损伤模型 89

6.1 沥青混合料四点弯曲疲劳试验拉、压模量衰变规律 89

6.1.1 拉、压模量初始值随应力水平变化规律 89

6.1.2 拉、压模量临界值随应力水平变化规律 95

6.1.3 临界疲劳损伤随应力水平变化规律 96

6.1.4 基于拉、压模量衰变规律的沥青混合料疲劳损伤特性 97

6.2 疲劳试验过程中沥青混合料拉、压、弯模量差异性分析 99

6.3 沥青混合料拉、压、弯模量衰变特性对比分析 100

6.4 基于沥青路面各点实际应力状态确定结构设计参数的新思想 104

6.5 本章小结 105

参考文献 105

第7章 不同应力状态下沥青混合料疲劳损伤模型的归一化 107

7.1 基于屈服准则强度屈服面的建立 108

7.1.1 Desai强度屈服面模型 108

7.1.2 不同加载速率下不同应力状态的沥青混合料强度试验及结果 109

7.1.3 不同加载速率下强度屈服面的建立 110

7.2 基于屈服准则思想不同应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化 111

7.2.1 不同应力状态下沥青混合料疲劳试验 111

7.2.2 不同应力状态下沥青混合料疲劳试验结果及基于S-N疲劳方程的结果分析 112

7.2.3 基于屈服准则与真实应力比思想的不同应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化模型的建立 114

7.3 与真实应力比疲劳方程的比较 120

7.4 结论 121

参考文献 121

第8章 结论与展望 123

8.1 主要结论 123

8.2 创新点 125

8.3 不足与进一步工作构想 125

附录 126

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《沥青混合料荷载效应分析与抗疲劳设计》分8章。第1章总结国内外关于沥青混合料疲劳试验方法与疲劳方程研究的现状及存在的问题。第2章通过对比分析国内外现行常用的沥青混合料不同疲劳试验方法，选出《沥青混合料荷载效应分析与抗疲劳设计》开展研究的主要疲劳试验方法，同时便于读者了解不同疲劳试验方法。第3章介绍传统的S-N疲劳方程，肯定其贡献也分析其不足，并在此基础上提出真实应力比概念，建立基于真实应力比的沥青混合料疲劳方程，提出抗拉强度结构系数。第4章通过引入材料刚度参数，以模量为损伤因子，考虑在疲劳加载过程中模量的衰变，建立基于模量衰变的沥青混合料疲劳损伤模型。第5章通过引入材料强度参数，考虑在疲劳加载过程中强度的衰变，建立基于强度衰变的沥青混合料疲劳损伤模型。第6章基于沥青路面中沥青混合料层真实的应力状态——同时承受拉与压应力，以及拉、压模量的差异性，提出沥青混合料拉压模量同步测试方法，并建立考虑拉压差异性的沥青混合料疲劳损伤模型。第7章通过开展不同应力状态下沥青混合料的疲劳试验，对试验结果进行归一化分析处理，建立不同应力状态下沥青混合料疲劳损伤归一化模型。第8章为结论与展望。

荷载效应是指在建筑结构设计中，由荷载作用引起的结构或结构构件内产生的内力（如轴力，剪力，弯矩等）变形和裂缝等的总称。

荷载效应与抵抗能力是一种相互关系 。2100433B

荷载效应系数指结构因荷载而产生的效应值（比如变形、应变或者应力等）与结构所受荷载的比值。视语言环境可以确定“效应”指的是变形、应变还是应力2100433B

2018年5月14日，《道路用高模量抗疲劳沥青混合料》发布。

2019年4月1日，《道路用高模量抗疲劳沥青混合料》实施。